一种户外储能电池柜

技术领域

本发明涉及到新能源领域的设备,具体为一种户外储能电池柜。

背景技术

随着新能源行业的不断发展,储能行业也在全球快速地兴起。由于风力、光伏发电等存在不稳定的因素，储能行业的优势就明显彰显出来。电池储能具有适用范围广、能量密度高、响应速度快等优势，已成为当前主流的技术路线。

现有的很多储能产品都是非一体式安装结构，现场安装的时候,会出现接线复杂、人工成本高、出错率大等情况，而且储能产品还要面临环境恶劣、鼠虫咬蚀等安全问题；，现有储能产品的应用场景受环境限制较多，需要考虑储能产品是否能够防尘防水，昼夜温差是否满足储能设备正常运行环境等问题。

户外储能电池柜是规模储能系统的基本单元，放置于柜体内的电池包可决定储能能量的密度，而现有的很多储能设备的柜体结构设计复杂、空间利用率低，导致储能密度低，也不便于储能产品的安装和检修，在实际使用中造成了很多安全隐患和设备缺陷。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种安全可靠的户外储能电池柜的技术方案。

所述的一种户外储能电池柜，包括机柜，所述机柜的中间设置有消防系统，所述安全消防组件的左右两侧分别设置有电池包，所述电池包通过直流母排连接，其中一侧的电池包底部设置有高压箱，高压箱与相邻的电池包通过直流母排连接，所述消防系统包括消防钢瓶以及水消防，所述水消防为排水管道，进水端从所述机柜的底部穿出，并与外接水源连接，所述水消防包括出水段，所述出水段上设置有喷淋器，所述喷淋器分别朝向两侧的电池包；

所述消防钢瓶设置在所述出水段的下方，与所述水消防组成二级消防保障。

进一步的，所述机柜包括框架，所述机柜的前后两侧分别设置有柜门，后侧的柜门上设置有机柜空调，所述机柜空调设置有两组，分别安装在两组柜门上，所述框架上对应设置有导向罩，所述导向罩安装在所述机柜空调的出风口处。

进一步的，所述消防系统的底部设置有双向变流器，所述机柜前侧挡板上设置有PCS风扇，所述PCS风扇设置多组，对所述双向变流器进行散热。

进一步的，所述消防系统中还设置有烟雾传感器以及排爆风扇，所述烟雾传感器包括烟感传感器以及一氧化碳传感器。

进一步的，所述电池包上设置有BMS从控，通过所述BMS从控将对应的电池包的温度信息传输至BMS主控。

进一步的，所述机柜前侧的柜门上分别设置有设置有声光报警器、指示灯以及急停按钮。

进一步的，所述机柜的后侧的框架上，设置有连接组件，所述连接组件包括熔芯端子、接线转接端子、中间继电器以及IO串口服务器。

进一步的，所述连接组件上还设置有保护机构，包括保护器、空开以及以及塑壳断路器；

所述保护机构上海设置有水浸传感器，所述水浸传感器与所述消防系统信号连接。

进一步的，所述连接组件上设置有电表，所述电表设置在所述保护器的侧边。

进一步的，所述框架上还设置有能量管理模块。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

机柜内部有合理的布局，充分地利用了柜内的空间，在很大程度上提高了电池包的能量密度；户外储能电池柜及储能系统中有两道消防系统，更加充分地保护了人身安全、设备安全和电网安全，为电池包提高了较好的工作环境，延长了电池包的工作寿命。

提高了储能能量的密度，简化了柜体结构充分地利用了有限的空间；也不便了户外储能电池柜的安装和检修，解决了实际使用中的很多安全隐患和设备缺陷。

在的户外储能电池柜及储能系统中不仅可以具有适用范围广、能量密度高、响应速度快等特点，并且具有安全可靠的稳定的储能系统。的储能电池柜具有两个机柜空调，同时为两侧的电池包提高可靠稳定的运行环境，为电池包的寿命和安全运行提供了可靠度保证。的户外储能电池柜及储能系统中有两道消防保障，与普通的户外电池柜相比大大提高了户外储能电池柜及储能系统的安全和可靠性。充分地保证了人身安全、设备安全和电网安全。

附图说明

图1为本发明机柜前侧结构示意图；

图2为本发明机柜后侧结构示意图；

图3为本发明机柜结构示意图；

图4为图3A-A剖面示意图；

图5为本发明机柜另一侧结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-5所示，一种户外储能电池柜，包括机柜1，机柜1的中间设置有消防系统101，安全消防组件的左右两侧分别设置有电池包2，电池包2通过直流母排4连接，其中一侧的电池包2底部设置有高压箱5，高压箱5与相邻的电池包2通过直流母排4连接，消防系统101包括消防钢瓶22以及水消防20，水消防20为排水管道，进水端2001从机柜1的底部穿出，并与外接水源连接，水消防20包括出水段2002，出水段2002上设置有喷淋器2003，喷淋器2003分别朝向两侧的电池包2；消防钢瓶22设置在出水段2002的下方，与水消防20组成二级消防保障。

机柜1包括框架102，机柜1的前后两侧分别设置有柜门103，后侧的柜门103上设置有机柜空调7，机柜空调7设置有两组，分别安装在两组柜门103上，框架102上对应设置有导向罩8，导向罩8安装在机柜空调7的出风口处。机柜1前侧的柜门103上分别设置有设置有声光报警器27、指示灯28以及急停按钮29。机柜1的后侧的框架102上，设置有连接组件，连接组件包括熔芯端子12、接线转接端子11、中间继电器13以及IO串口服务器14。连接组件上还设置有保护机构，包括保护器18、空开16以及以及塑壳断路器17；保护机构上海设置有水浸传感器15，水浸传感器与消防系统信号连接。连接组件上设置有电表19，电表19设置在保护器18的侧边。框架102上还设置有能量管理模块9。

消防系统101的底部设置有双向变流器23，机柜1前侧挡板上设置有PCS风扇26，PCS风扇26设置多组，对双向变流器23进行散热。消防系统101中还设置有烟雾传感器以及排爆风扇21，烟雾传感器包括烟感传感器24以及一氧化碳传感器25。电池包2上设置有BMS从控3，通过BMS从控3将对应的电池包2的温度信息传输至BMS主控。

具体来说，在户外储能电池柜及储能系统中主要包含户外机柜1、电池包2、BMS(电池管理系统)从控3、直流母排4、高压箱5、机柜空调7、导向罩8、EMS(能量管理系统)9、水浸传感器15、塑壳断路器17、水消防20、消防钢瓶22、PCS(双向变流器)23等组成；

在户外储能电池柜及储能系统中充电的过程是通过塑壳断路器17将电网中的三相交流电引入到户外储能电池柜系统中；通过PCS23将三相交流电转换成两相的直流电；通过直流母排4将高压箱5的两相直流电分配给电池包2，完成了电池包2充电的过程。在户外储能电池柜及储能系统中放电的过程是电池包2通过直流母排4将两相直流电输送到高压箱5；高压箱将两相直流电送到PCS23；PCS23将两相直流电转换成三相交流电；三相交流电通过塑壳断路器17传输到电网中，完成电池包2的放电过程。

在户外储能电池柜及储能系统中，EMS9通过采集PCS23、消防钢瓶22、机柜空调7等的数据信息，来实现整个户外储能电池柜及储能系统中的能量调度、数据分析等其它功能。在户外储能电池柜及储能系统中，机柜空调7在EMS9的调控下实现出冷风还是热风，从而实现电池包2的工作环境温度保持在合适的范围内，保证电池包2的稳定、安全运行。

在户外储能电池柜及储能系统中，EMS9可以通过烟雾传感器24、一氧化碳传感器25以及BMS主控的采样反馈信息，控制消防钢瓶22的电磁阀；通过探火管将消防钢瓶22喷出的全弗几酮运送到故障电池包2，从而对故障的电池包2进行消防灭火，保证了户外储能电池柜及储能系统的安全。

如果上述的消防钢瓶22动作完成后，户外储能电池柜内部的情况依然严重或失效，可以通过人工在机柜1外面连接水消防20的接入口，通过水消防进行最终的灭火动作。同时，水浸传感器5会收到信号并反馈给EMS9，EMS9会通过控制策略断开PCS23、电池包2、高压箱5等里面的电源连接。

使用时，如图1所示，户外储能电池柜从前视图看，左侧最下面是高压箱，往上顺序依次为电池包1号到电池包7号；户外储能电池柜前视图右侧从上往下顺序依次为电池包8号到15号；电池包之间及电池包2和高压箱5之间均采用母线铜排连接；两列电池包之间则采用35mm2动力线缆连接，充分地保证了连接的可靠性。

机柜后视图见图1所示，户外电池柜后面的风道立柱装置上主要有机柜空调7、导向罩8、EMS9、塑壳断路器17、水消防系统20等组成。

户外储能电池柜系统原理图所示，在户外储能电池柜及储能系统中充电的过程是通过塑壳断路器17将电网中的三相交流电引入到户外储能电池柜系统中；通过PCS23将三相交流电转换成两相的直流电；通过直流母排4将高压箱5的两相直流电分配给电池包2。

户外储能电池柜系统原理图所示，在户外储能电池柜及储能系统中电池包2通过直流母排4将两相直流电输送到高压箱5；高压箱将两相直流电送到PCS23；PCS23将两相直流电转换成三相交流电；三相交流电通过塑壳断路器17传输到电网中，完成电池包2的放电过程。

在户外储能电池柜及储能系统中，EMS9通过采集PCS23、BMS主控、消防钢瓶22、机柜空调7等的数据信息，来实现整个户外储能电池柜及储能系统中的能量调度、数据分析等其它功能；充分体现了户外储能电池柜及储能系统的经济性运行策略和安全保护策略，提高了户外储能电池柜及储能系统的安全和经济实用性。

EMS9可通过电网输入侧、电池包2、用户设备的数据分析判断，进行能量调度；EMS9可发出电池包2的充放电动作，同时也能控制PCS是否动作，实现了户外储能电池柜及储能系统的经济性。

如图2所示，在户外储能电池柜及储能系统中，机柜空调7在EMS9的调控下实现出冷风还是热风；机柜空调7通过导向罩8将出风引到机柜1的左右侧风道立柱装置中；风通过左右侧立柱装置分配到电池包2的左右侧进风口的位置；电池包2通过风扇将风从入口抽到电池包2里面，再从风扇出口出来到机柜1的风道系统中；机柜空调7通过回风风扇将电池包2的出风通过机柜空调7的排风出口，引到机柜1的外面，从而实现电池包2的工作环境温度保持在合适的范围内，保证电池包2的稳定、安全运行。

如图2所示，在户外储能电池柜及储能系统中，EMS9可以通过烟雾传感器24、一氧化碳传感器25以及BMS主控的采样反馈信息，控制消防钢瓶22的电磁阀；同时电池包2里面发生故障，故障电池包2里面的温度升高会致使探火碳管破裂；同时，因为电池包2的故障里面温度也会升高，这样就会促使BMS从控3把温度信号传送给BMS主控，BMS主控会将收集的数据传送给EMS9；EMS9会下发信号让消防钢瓶22喷出全弗几酮，全弗几酮通过火碳管可达到探火管破裂的地方，从而对故障的电池包2进行消防灭火，保证了户外储能电池柜及储能系统的安全。

户外储能电池柜及储能系统中有电池故障或柜内其它烟雾报警等信号的话，故障指示灯28也会亮起，同时声光报警27也会闪烁并发出警报，故障风扇21也会运行将烟雾气体排出机柜1外面；这些数据信号等会被EMS9收集起来，通过EMS9的4G信号将故障信息传送给客户或者售后人员的手机上；等到故障处理完后，EMS9会恢复到正常状态。

如果上述的消防钢瓶22动作完成后，户外储能电池柜内部的情况依然严重或失效，通过控制户外储能电池柜的配电柜对户外储能电池柜断电后，可以通过人工在机柜1外面连接水消防20的接入口，通过水消防进行最终的灭火动作，这样能够最大化地保证设备不影响人员、其它用户设备、电网等安全。充分地保证了人身安全和财产安全。同时，水浸传感器5会收到信号并反馈给EMS9，EMS9会通过控制策略断开PCS23、电池包2、高压箱5等里面的电源连接保证储能电池柜及储能系统的安全和人身安全。